Das Projekt "CO2Plus - MIKE - Methanisierung von CO2 aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese, Teilvorhaben 4: CO2-FooTeilprojekt rint" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Provadis School of International Management and Technology AG.Neben der Reduktion der CO2-Emissionen stellt die stoffliche Nutzung von CO2 einen wesentlichen Baustein für eine nachhaltige Wirtschaft dar. Die meisten industriellen Synthesen von Kraftstoffen und Chemikalien beruhen zurzeit noch auf der Nutzung fossiler Kohlenstoffquellen. Da diese Vorräte endlich sind, ist die Entwicklung neuer chemischer und biotechnologischer Verfahren auf Basis alternativer Rohstoffe zur Erzeugung von Kraftstoffen und Chemikalien dringend notwendig. Bei der mikrobiellen Elektrosynthese (MES) wird Strom direkt genutzt, um die mikrobielle Reduktion des CO2 zu ermöglichen. Der Grundgedanke beruht darauf, dass elektroaktive Mikroorganismen als Biokatalysatoren direkt Elektronen von einer Kathode zur Reduktion des CO2 verwenden und somit befähigt werden, verschiedene Endprodukte, insbesondere Methan, herzustellen. Die Zielsetzung des Projektvorhabens liegt daher darin, die MES beispielhaft in eine industrielle Biogasanlage zu integrieren. Dabei wird das im anfallenden Biogas enthaltene CO2 biokatalytisch unter Nutzung von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen bei möglichst geringem Energieeinsatz nahezu vollständig in Methan umgesetzt. Dies steigert nicht nur die Methanproduktion der Biogasanlage, sondern speichert auch Stromüberschüsse in einem chemischen Energiespeicher. Entsprechend den Erfordernissen industrieller Biogasanlagen werden robuste Biokatalysatoren entwickelt und experimentell untersucht. Schwerpunkte bilden dabei Mischkulturen. Daraus werden Anforderungen an einem MES-Prototypen abgeleitet. Die anlagentechnische Implementierung des Systems, Adaption und Optimierung unter Praxisbedingungen wird laborseitig begleitet, wobei ein integraler Bestandteil der Projektbearbeitung die Erstellung einer CO2-Bilanzierung und die Durchführung von Wirtschaftlichkeitsrechnungen sein wird.
Das Projekt "CO2Plus - MIKE - Methanisierung von CO2 aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese, Teilvorhaben 1: Evaluierung im Labormaßstab" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts.Neben der Reduktion der CO2-Emissionen stellt die stoffliche Nutzung von CO2 einen wesentlichen Baustein für eine nachhaltige Wirtschaft dar. Die meisten industriellen Synthesen von Kraftstoffen und Chemikalien beruhen zurzeit noch auf der Nutzung fossiler Kohlenstoffquellen. Da diese Vorräte endlich sind, ist die Entwicklung neuer chemischer und biotechnologischer Verfahren auf Basis alternativer Rohstoffe zur Erzeugung von Kraftstoffen und Chemikalien dringend notwendig. Bei der mikrobiellen Elektrosynthese (MES) wird Strom direkt genutzt, um die mikrobielle Reduktion des CO2 zu ermöglichen. Der Grundgedanke beruht darauf, dass elektroaktive Mikroorganismen als Biokatalysatoren direkt Elektronen von einer Kathode zur Reduktion des CO2 verwenden und somit befähigt werden, verschiedene Endprodukte, insbesondere Methan, herzustellen. Die Zielsetzung des Projektvorhabens liegt daher darin, die MES beispielhaft in eine industrielle Biogasanlage zu integrieren. Dabei wird das im anfallenden Biogas enthaltene CO2 biokatalytisch unter Nutzung von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen bei möglichst geringem Energieeinsatz nahezu vollständig in Methan umgesetzt. Dies steigert nicht nur die Methanproduktion der Biogasanlage, sondern speichert auch Stromüberschüsse in einem chemischen Energiespeicher. Entsprechend den Erfordernissen industrieller Biogasanlagen werden robuste Biokatalysatoren entwickelt und experimentell untersucht. Schwerpunkte bilden dabei Mischkulturen. Daraus werden Anforderungen an einem MES-Prototypen (Reaktorkonzept, Elektrodenauswahl, -integration und Onlineanalytik) abgeleitet. Die anlagentechnische Implementierung des Systems, scale up, Adaption und Optimierung der zu konfigurierenden modularen Anlage unter Praxisbedingungen wird laborseitig begleitet und untersetzt. Integraler Bestandteil der Projektbearbeitung ist die Erstellung einer CO2-Bilanzierung und die Durchführung von Wirtschaftlichkeitsrechnungen. Im Mittelpunkt des Teilvorhabens 1 am DECHEMA-Forschungsinstitut steht die Evaluierung der Verfahren im Labormaßstab.
Das Projekt "CO2Plus - MIKE - Methanisierung von CO2 aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese, Teilvorhaben 3: Praxis-Evaluierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Infraserv GmbH & Co. Höchst KG.Neben der Reduktion der CO2-Emissionen stellt die stoffliche Nutzung von CO2 einen wesentlichen Baustein für eine nachhaltige Wirtschaft dar. Die meisten industriellen Synthesen von Kraftstoffen und Chemikalien beruhen zurzeit noch auf der Nutzung fossiler Kohlenstoffquellen. Da diese Vorräte endlich sind, ist die Entwicklung neuer chemischer und biotechnologischer Verfahren auf Basis alternativer Rohstoffe zur Erzeugung von Kraftstoffen und Chemikalien dringend notwendig. Bei der mikrobiellen Elektrosynthese (MES) wird Strom direkt genutzt, um die mikrobielle Reduktion des CO2 zu ermöglichen. Der Grundgedanke beruht darauf, dass elektroaktive Mikroorganismen als Biokatalysatoren direkt Elektronen von einer Kathode zur Reduktion des CO2 verwenden und somit befähigt werden, verschiedene Endprodukte, insbesondere Methan, herzustellen. Die Zielsetzung des Projektvorhabens liegt daher darin, die MES beispielhaft in eine industrielle Biogas-anlage zu integrieren. Dabei wird das im anfallenden Biogas enthaltene CO2 biokatalytisch unter Nutzung von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen bei möglichst geringem Energieeinsatz nahezu vollständig in Methan umgesetzt. Dies steigert nicht nur die Methanproduktion der Biogasanlage, sondern speichert auch Stromüberschüsse in einem chemischen Energiespeicher. Entsprechend den Erfordernissen industrieller Biogasanlagen werden robuste Biokatalysatoren entwickelt und experimentell untersucht. Schwerpunkte bilden dabei Mischkulturen. Daraus werden Anforderungen an einem MES-Prototypen (Reaktorkonzept, Elektrodenauswahl, -integration und Onlineanalytik) abgeleitet. Die anlagentechnische Implementierung des Systems, Scale-up, Adaption und Optimierung der zu konfigurierenden modularen Anlage unter Praxisbedingungen wird laborseitig begleitet und untersetzt. Integraler Bestandteil der Projektbearbeitung ist die Erstellung einer CO2-Bilanzierung und die Durchführung von Wirtschaftlichkeitsrechnungen.
Im Mittelpunkt des Teilvorhabens 3 'Praxis-Evaluierung' der Infraserv Höchst steht die Unterstützung des Praxisbetriebs des MES-Prototypen im Industriepark Höchst und die wirtschaftliche Bewertung des Verfahrens.
Das Projekt "Energieforschung (e!MISSION), MELOS: Bioelektrochemisches Verfahren zur Abwasserbehandlung unter Erhöhung des Methangehalts im Deponie(schwach)gas" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: ACIB GmbH.Im Abwasser sind organische Verbindungen wie Proteine, Fette und Zucker enthalten, die im Wesentlichen aus Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff aufgebaut sind, sowie anorganische Verbindungen, wie z. B. Salze. Um diese Abwässer zu reinigen, werden mit den derzeitigen eingesetzten Technologien im Mittel etwa 40 kWh/(EW a) benötigt. Maßnahmen bzw. Möglichkeiten zu nachhaltigerer Abwasserbehandlung und Energieerzeugung aus Abwasser sind daher von Nöten. Mit Hilfe eines bioelektrochemischen Systems könnte die heutige Energiesenke Abwasser in eine wertvolle Ressource verwandelt werden.
Deponiegas andererseits besteht, abhängig vom Alter der Deponie, hauptsächlich aus CH4, CO2, N2 und O2. Durch das Eindringen von Luft sinkt der CH4 Gehalt nach der Langzeitphase deutlich ab, wodurch eine energetische Nutzung des Gases erschwert bzw. unmöglich wird. Es wird weiterhin nach effektiven Technologien gesucht, welche Deponiegas nach Stilllegung bzw. bei Deponien in der Nachsorge, also Gasmengen mit geringem Energieinhalt verwerten können. Hier setzt das MELOS Projekt an und versucht Lösungen für beide Problemstellungen zu bieten: Einerseits werden Abwässer hinsichtlich der organischen Verunreinigungen gereinigt, andererseits wird gleichzeitig CO2 - entstanden durch die Oxidation der organischen Verunreinigungen bzw. im Deponie(schwach)gas enthalten - zu CH4 reduziert. Dabei kommt ein sogenanntes Mikrobielles Elektrosynthese System (MES) zum Einsatz, wo auf Elektroden Mikroorganismen immobilisiert sind, die Elektronen an die entsprechenden Elektroden abgeben bzw. an diesen aufnehmen können. Diese 'Biokatalysatoren' ermöglichen eine energieeffektive Technologie. In den ersten Schritten im MELOS Projekt wird eine Biokathode für die Reduktion von CO2 zu CH4 im Labor entwickelt und die Stabilität des Systems über einen längeren Zeitraum bestimmt. Da Deponiegas auch andere Verunreinigungen enthalten kann, werden in Batchversuchen für die Mikroorganismen kritische Bestandteile identifiziert. Basierend auf Untersuchungen eines realen Abwassers bzw. Deponiesickerwassers wird ein geeignetes bioanodisches System ausgewählt und in weiterer Folge im Labormaßstab etabliert und ebenfalls über einen längeren Zeitraum tiefgreifend charakterisiert. Nachfolgend werden Biokathode und Bioanode kombiniert und eine entsprechende CO2 Überführung realisiert. Nach Charakterisierung des Systems wird durch Elektrodenmodifikationen das System verbessert und mittels Impedanzmessungen charakterisiert. Es wird ein CSB Abbau im Abwasser von größer als 85% angestrebt und auf der Methanseite sollen mindestens 90% des CO2 in CH4 umgewandelt werden. Weiters wird auch ein konzeptives Upscaling und die Wirtschaftlichkeit betrachtet.
Durch die Anreicherung von Methan im Deponiegas wird eine Verlängerung der Deponiegas-Nutzungsdauer erreicht. Treibhauswirksames Deponie-Schwachgas, welches in der Praxis abgefackelt wird oder entweicht, kann so einer sinnvollen Nutzung zugeführt werden.
Das Projekt "CO2Plus - MIKE - Methanisierung von CO2 aus Biogas mittels mikrobieller Elektrosynthese, Teilvorhaben 2: Prototypenbau und Charakterisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: ifn Forschungs- und Technologiezentrum GmbH.Neben der Reduktion der CO2-Emissionen stellt die stoffliche Nutzung von CO2 einen wesentlichen Baustein für eine nachhaltige Wirtschaft dar. Die meisten industriellen Synthesen von Kraftstoffen und Chemikalien beruhen zurzeit noch auf der Nutzung fossiler Kohlenstoffquellen. Da diese Vorräte endlich sind, ist die Entwicklung neuer chemischer und biotechnologischer Verfahren auf Basis alternativer Rohstoffe zur Erzeugung von Kraftstoffen und Chemikalien dringend notwendig. Bei der mikrobiellen Elektrosynthese (MES) wird Strom direkt genutzt, um die mikrobielle Reduktion des CO2 zu ermöglichen. Der Grundgedanke beruht darauf, dass elektroaktive Mikroorganismen als Biokatalysatoren direkt Elektronen von einer Kathode zur Reduktion des CO2 verwenden und somit befähigt werden, verschiedene Endprodukte, insbesondere Methan, herzustellen. Die Zielsetzung des Projektvorhabens liegt daher darin, die MES beispielhaft in eine industrielle Biogasanlage zu integrieren. Dabei wird das im anfallenden Biogas enthaltene CO2 biokatalytisch unter Nutzung von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen bei möglichst geringem Energieeinsatz nahezu vollständig in Methan umgesetzt. Dies steigert nicht nur die Methanproduktion der Biogasanlage, sondern speichert auch Stromüberschüsse in einem chemischen Energiespeicher. Entsprechend den Erfordernissen industrieller Biogasanlagen werden robuste Biokatalysatoren entwickelt und experimentell untersucht. Schwerpunkte bilden dabei Mischkulturen. Daraus werden Anforderungen an einem MES-Prototypen (Reaktorkonzept, Elektrodenauswahl, -integration und Onlineanalytik) abgeleitet. Die anlagentechnische Implementierung des Systems, scale up, Adaption und Optimierung der zu konfigurierenden modularen Anlage unter Praxisbedingungen wird laborseitig begleitet und untersetzt. Integraler Bestandteil der Projektbearbeitung ist die Erstellung einer CO2-Bilanzierung und die Durchführung von Wirtschaftlichkeitsrechnungen.